[发明专利]轨道车辆牵引系统用数据监控采集系统及方法

说明书

本发明涉及一种轨道车辆牵引系统用数据监控采集系统及方法，所述系统包括牵引控制器和与牵引控制器连接的监控上位机；牵引控制器设有主控板卡和监控板卡，主控板卡上设有DSP和通过双口RAM与DSP进行数据传输的FPGAⅠ，监控板卡设有与FPGAⅠ通信的FPGAⅡ和与监控上位机连接的以太网模块，FPGAⅠ将直接采集的数据或接收于DSP的数据传输至FPGAⅡ，FPGAⅡ将接收的数据发送至以太网模块，以太网模块将接收的数据以以太网线或无线WiFi形式发送至监控上位机；监控上位机设有监控系统，监控系统包括发送模式选择模块、数据接收模块、数据处理模块、数据存储模块以及数据显示模块。本发明能够消除测试距离的限制,实现数据快速传输，解决了车上试验布线困难及工作量大的难题，所传数据量无需受通道数限制，可观测变量多。

技术领域

本发明属于轨道车辆监控技术领域，涉及轨道车辆牵引系统监控技术，具体地说，涉及一种轨道车辆牵引系统用数据监控采集系统及方法。

背景技术

牵引系统作为轨道车辆动力之源是轨道车辆系统最核心的子系统之一，被誉为轨道交通车辆的“心脏”。牵引系统性能的好坏直接决定了轨道交通车辆的舒适性、可靠性及稳定性等，因此，装车后需要进行大量试验进行考核验证其性能。在试验阶段，需要对牵引系统在线运行状态下输入电压、输入电流、输出电流等关键模拟量以及内部相关控制变量、状态变量进行实时快速监控采集，便于对系统运行状况进行在线监控及数据回放分析。

目前，牵引系统数据快速监控采集通常以下两种方式进行数据监控采集。第一种方式是采用示波器的方式，虽然可以高采样率监控相关部分变量，但需要增加高压隔离电压探头、电流探头等。此种方式引线困难，需要高压引入到车内，存在一定的安全隐患，且只能监控到电压、电流等外部变量，牵引系统内部变量无法监控，可用性非常局限。第二种方式是采用数据记录仪的方式，控制器内部主控CPU板卡将需要观测的数据通过特定协议快速传给专用数模转换板卡，专用板卡将数字量转换为一定范围内的模拟量，模拟量通过长的屏蔽线缆接到车厢内。再通过专用转换板卡将线缆上各模拟量通道转换成独立的带BNC接头通道，以便于连接到数据记录仪上进行数据监控采集。此种方式虽可快速在线实时监控采集，但数据经历了数转模，再模转数两次转换，且经过长导线传输，易受干扰，其精确度难以保证。还受限于模拟量通道数量，同一时刻只能监控部分变量。而且现场布线困难，不易操作，所需仪器价格昂贵且沉重，现场携带极其不便。

发明内容

本发明针对现有牵引系统数据监控采集时存在的布线困难等上述问题，提供了一种轨道车辆牵引系统用数据监控采集系统及方法，能够消除测试距离的限制，解决了车上试验布线困难及工作量大的难题。

为了达到上述目的，本发明提供了一种轨道车辆牵引系统用数据监控采集系统，包括牵引控制器和与所述牵引控制器连接的监控上位机；

所述牵引控制器设有主控板卡和监控板卡，所述主控板卡上设有DSP和通过双口RAM与所述DSP进行数据传输的FPGAⅠ，所述监控板卡设有与所述FPGAⅠ通信的FPGAⅡ和与所述监控上位机连接的以太网模块，FPGAⅠ将直接采集的数据或接收于DSP的数据传输至FPGAⅡ，FPGAⅡ将接收的数据发送至以太网模块，以太网模块将接收的数据以以太网线或无线WiFi形式发送至监控上位机；

所述监控上位机设有监控系统，所述监控系统包括：

发送模式选择模块，用于选取需监控的牵引系统及数据发送模式；

设有数据接收缓存区的数据接收模块，用于实时接收以太网模块发送的数据，将接收的数据依次放入数据接收缓存区，并记录相应的位置；

设有数据处理缓存区的数据处理模块，当数据接收缓存区的数据多余处理的数据时,用于对数据进行解析处理，并将解析后的数据放入数据处理缓存区；

数据存储模块，用于实时存储数据处理模块处理后的数据；

数据显示模块，用于实时显示数据处理模块处理后的数据。